Биполярным транзистором

Основное достоинство биполярных транзисторов — высокое быстродействие при достаточно больших токах коллектора. Наличие внешних теплоотводов позволяет работать биполярным транзисторам при мощности рассеяния до 50 Вт и токах до 10 Л. Основной недостаток - относительно небольшие сопротивление входной цепи биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ (1-10 кОм), и плотность размещения при производстве интегральных микросхем.

Основное достоинство биполярных транзисторов — высокое быстродействие при достаточно больших токах коллектора. Наличие внешних теплоотводов позволяет работать биполярным транзисторам при мощности рассеяния до 50 Вт и токах до 10 А. Основной недостаток - относительно небольшие сопротивление входной цепи биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ (1-10 кОм), и плотность размещения при производстве интегральных микросхем.

Основное достоинство биполярных транзисторов — высокое быстродействие при достаточно больших токах коллектора. Наличие внешних теплоотводов позволяет работать биполярным транзисторам при мощности рассеяния до 50 Вт и токах до 10 А. Основной недостаток — относительно небольшие сопротивление входной цепи биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ (1—10 кОм) , и плотность размещения при производстве интегральных микросхем.

Однако по мере дальнейшего развития микроэлектроники четко определяются области, в которых применение биполярных транзисторов оказывается невозможным или экономически нецелесообразным. В первую очередь это относится к таким функционально законченным изделиям, как постоянные и оперативные запоминающие устройства, калькуляторы и микропроцессоры. Существенные недостатки биполярных транзисторов проявляются также при их использовании в микромощных ИМС, предназначенных для применения в бортовых и космических системах. Все это потребовало разработки новых активных приборов, которые были бы свободны от ряда недостатков, присущих биполярным транзисторам. Наибольшие успехи в этом направлении достигнуты в области практического использования различных

Мы рассмотрели две группы транзисторов, названия которых определяют их принципы действия: биполярные и полевые. Имеется особый тип транзисторов — однопереходные. Их принцип действия существенно отличается от принципа действия биполярного и полевого транзисторов. Однопереходные транзисторы значительно уступают полевым и биполярным по частотным свойствам (рабочая частота не более 3 МГц). Существует много других транзисторов, которые получили свои названии в основном от технологических и конструктивных признаков их производства: транзисторы сплавные, диффузионные, «меза» (имеют столообразную структуру), пленарные (технология связана с фотопроцессом и последующим травлением) и др. Все они по принципу действия относятся к полевым или биполярным транзисторам. Из всех технологий следует выделить планарную как наиболее перспективную не только при производстве транзисторов, но и при изготовлении интегральных схем (см. § 9.2).

Рассмотрим элементы теории транзисторов и применение последних в электрических цепях. В настоящее время применяют транзисторы двух типов: биполярные и полевые. Физические основы работы их различны. Сначала обсудим вопросы, относящиеся к биполярным транзисторам, а затем (см. § 15.35 — 15.37) — к полевым.

Как видно, принцип действия однопереходного транзистора хотя и связан с инжекцией неосновных носителей в базу, но существенно отличается от принципа действия обычного биполярного транзистора. Кроме того, в связи с относительно большим объемом базы однопереходные тразисторы значительно уступают обычным биполярным транзисторам по частотным свойствам.

При снижении коллекторного тока до значения /* ОБР ограничивается отрезком CD, имеющим больший наклон, чем отрезок ВС «температурной границы»: из ОБР вычитается площадь заштрихованного треугольника CDC'. Это уменьшение ОБР свойственно именно биполярным транзисторам и определяется влиянием электротепловой обратной связи (см. также § 7.1.4). Рассмотрим механизм такого влияния подробнее.

ется особый тип транзисторов — однопереходные. Их принцип действия существенно отличается от принципа действия биполярного и полевого транзисторов. Однопереходные транзисторы значительно уступают полевым и биполярным по частотным свойствам (рабочая частота не более 3 МГц). Существует много других транзисторов, которые названы в основном с учетом их технологических и конструктивных признаков производства: транзисторы сплавные, диффузионные, «меза» (имеют столообразную структуру), планарные (технология связана с фотопроцессом и последующим травлением) и др. По принципу действия их относят к полевым или биполярным транзисторам. Из всех технологий следует выделить планарную как наиболее перспективную не только при производстве транзисторов, но и при изготовлении интегральных схем.

Согласование характеристик. Как вы можете видеть, ПТ уступают биполярным транзисторам в предсказуемости UiM, т. е. значения Um, обеспечивающие заданный 7С, имеют большой разб Приборы, обладающие большим разбросом, будут, вообще говоря, давать больший сдвиг (напряжение небаланса), если их применять в качестве дифференциальных пар. Например, типичный серийный биполярный транзистор дает разброс 1/го в 50 мВ или около того при некотором заданном токе коллектора без всякого отбора транзисторов (берем подряд любой прибор, имеющийся под рукой). Соответствующая цифра для МОП-транзисторов - более 1 В! Но поскольку ПТ обладают весьма желательными характеристиками,

Сравнение сильноточных ключей па МОП-транзисторах и биполярных транзисторах. Мощные МОП-транзисторы в большинстве случаев являются хорошей заменой мощным биполярным транзисторам. Сегодня они при тех же параметрах стоят несколько больше, однако они проще в управлении и не подвержены вторичному пробою, ограничивающему область безопасной работы (см. 3.66).

Биполярным транзистором называют электропреобразовательный прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности.

При большой высоте барьера еср0 (закрытом эмиттерном переходе) поток жидкости (ток), поступающей в коллектор и нагрузку, равен нулю ( 3.20, а). По мере снижения высоты барьера (открытия эмиттерного перехода) будет возрастать поток жидкости (ток), поступающей в коллектор и нагрузку ( 3.20, б). Разумеется, подобная аналогия между гидравлической системой и биполярным транзистором является неполной.

тонкий диэлектрик эмиттера ( 4.10, в), на эмиссии Шот-ки ( 4.10, г) и др. В пленочных транзисторах для уменьшения поглощения инжектированных электронов базу делают толщиной 0,01—0,02 мкм. При столь малой толщине базы пленочный транзистор обладает потенциально лучшими СВЧ-характеристиками по сравнению с биполярным транзистором. Изготовление пленочных транзисторов сопряжено со значительными технологическими трудностями.

Усилительный трехэлектродный полупроводниковый прибор с двумя р-л-переходами на основе трехслойной структуры (п-р-п или р-п-р), в котором один — эмиттерный модулирует сопротивление другого — коллекторного, — называют биполярным транзистором.

МДП-транзисторы на поверхности кристалла занимают площадь, которая примерно в 5 раз меньше, чем площадь, занимаемая биполярным транзистором. Это связано со следующим.

Общие сведения. Биполярным транзистором (БТ) называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующи?; перехода. Название прибора введено в 1948 г., оно происходит от английских слов transfer (преобразователь) и resistor (сопротивление). Транзистор представляет собой кристалл полупроводника, содержащий три области с поочередно меняющимися типами проводимости. В зависимости от порядка чередования областей различают БТ типов р-п-р и п-р-п. Принцип действия БТ различных типов одинаков. Транзисторы получили название биполярных, так как их работа обеспечивается носителями зарядов двух типов: основными и неосновными.

В ИМС, имеющих три р—п перехода, создаваемый одновременно с биполярным транзистором любой из переходов может быть использован как диффузионный конденсатор. Значения удельной емкости каждого из р—п переходов при различном напряжении смещения приведены в табл. 2.3.

Биполярным транзистором или просто транзистором называют полупроводниковый прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности.

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Биполярные транзисторы работают на основе использования носителей обоих знаков — электронов и дырок, вследствие чего они и получили название «биполярные».

Важнейшими особенностями полевых транзисторов являются их очень высокие входное сопротивление (до Ю75 Ом), малое значение коэффициента шума Km (2—4 дБ) и высокое значение граничной частоты (до 1 ГГц). Температурная зависимость параметров полевого транзистора, по сравнению с биполярным транзистором, практически мало заметна. В целом температурный коэффициент значительно лучше, чем у биполярного, и обычно не превышает 0,2 % на 1 К- Кремниевые полевые транзисторы могут успешно работать при /^125 °С. Нижний предел температуры для них практически не ограничен, так как полевые транзисторы, в отличие от биполярных, сохраняют работоспособность даже при очень глубоком охлаждении (вплоть до —200 °С). Полевые транзисторы отличаются также лучшей радиационной стойкостью, т. е. они оказываются менее чувствительны к воздействию проникающей радиации. В связи с перечисленными преимуществами полевые транзисторы, особенно МДП-транзисторы, являются весьма перспективными активными элементами.

!. Что называется биполярным транзистором?